公布日：2023.11.10
申請日：2023.09.13
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/38(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放系統(tǒng)及工藝，該系統(tǒng)包括依次連接的原料罐、第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)、焚燒爐、爐鹽溶解裝置、爐鹽過濾裝置、第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)、第一離心分離裝置、溴化鈉蒸發(fā)器及第二離心分離裝置，其中，第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)、第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)及溴化鈉蒸發(fā)器的蒸發(fā)水分別經(jīng)反滲透膜回收系統(tǒng)處理后得到回用水；本發(fā)明的排放系統(tǒng)能有效處理高含鹽溴稠環(huán)有機物的PTA氧化殘渣污水，其中，蒸發(fā)水經(jīng)處理后回收作為循環(huán)水利用，而且回收了碳酸鈉和碳酸鈷混合物、溴化鈉和碳酸鈉混合物，另外，無燃料焚燒產(chǎn)生的熱量用于生產(chǎn)高壓蒸汽供PTA裝置使用，實現(xiàn)了污水零排放，減少了對環(huán)境的影響，產(chǎn)生了經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求書
1.一種高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的原料罐、第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)、焚燒爐、爐鹽溶解裝置、爐鹽過濾裝置、第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)、第一離心分離裝置、溴化鈉蒸發(fā)器及第二離心分離裝置，其中，原料罐，用于接收高含鹽溴稠環(huán)有機物污水；第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)，用于將來自所述原料罐的污水進行多效蒸發(fā)，以對污水進行濃縮；焚燒爐，用于將來自所述第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)的濃縮液進行焚燒處理，以分別獲得包含鹽的爐渣和煙氣；爐鹽溶解裝置，用于將來自所述焚燒爐的爐渣進行溶解，以得到爐渣料液；爐鹽過濾裝置，用于過濾來自所述爐鹽溶解裝置的爐渣料液，以去除未溶解的廢渣；第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)，用于蒸發(fā)濃縮來自爐鹽過濾裝置的濾液；第一離心分離裝置，用于對所述第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)濃縮后的濃縮液進行固液分離，以獲得碳酸鈷和碳酸鈉混合物以及第一離心母液；溴化鈉蒸發(fā)器，用于將第一離心母液進一步蒸發(fā)濃縮；第二離心分離裝置，用于將所述溴化鈉蒸發(fā)器濃縮后的濃縮液進行固液分離，以獲得溴化鈉和碳酸鈉混合物以及第二離心母液；且第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)、第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)及溴化鈉蒸發(fā)器均與反滲透膜回收系統(tǒng)連接，所述反滲透膜回收系統(tǒng)將來自第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)、第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)及溴化鈉蒸發(fā)器的蒸發(fā)水進行反滲透處理，以得到回用水；所述焚燒爐還設(shè)置有煙氣出口，所述煙氣出口和蒸汽發(fā)生器的第一進口連接，所述蒸汽發(fā)生器還設(shè)置有用于通入蒸汽凝液的第二進口，所述蒸汽發(fā)生器利用煙氣的熱量加熱通入的蒸汽凝液從而獲得高壓蒸汽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放系統(tǒng)，其特征在于，還包括尾氣處理單元，所述尾氣處理單元和蒸汽發(fā)生器的煙氣出口連接，用于凈化從蒸汽發(fā)生器中排出的煙氣以達到排放標(biāo)準(zhǔn)；優(yōu)選地，所述尾氣處理單元包括依次連接的除塵設(shè)備、脫硝設(shè)備、除酸設(shè)備及活性炭吸附裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)包括順次連接的一效降膜蒸發(fā)器和二效強制蒸發(fā)器；和/或，所述爐鹽過濾裝置為平板膜過濾器；和/或，所述反滲透膜回收系統(tǒng)的濃水出口與所述第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)連接，以將反滲透膜回收系統(tǒng)排出的濃水返回至所述第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)進行蒸發(fā)濃縮；和/或，所述第二離心分離裝置的離心母液出口與所述溴化鈉蒸發(fā)器連接，以將來自所述第二離心分離裝置的第二離心母液輸送至所述溴化鈉蒸發(fā)器進行再次蒸發(fā)；和/或，所述原料罐與堿液罐連接，以將所述堿液罐中的堿液輸送至所述原料罐中并對所述原料罐中的污水進行中和。
4.一種高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)堿中和：高含鹽溴稠環(huán)有機物污水和氫氧化鈉溶液按8-10：1的質(zhì)量比例混合進行中和反應(yīng)，通過沉淀去除鐵、鎳離子，得到含溴化鈉的殘渣母液；(2)一次多效蒸發(fā)：含溴化鈉的殘渣母液進行蒸發(fā)得到濃縮后的殘渣母液，同時，蒸發(fā)水送至反滲透膜回收系統(tǒng)處理后得到回用水；(3)焚燒：濃縮后的殘渣母液送至焚燒爐進行焚燒，得到含碳酸鈉、碳酸鈷和溴化鈉的爐渣；焚燒產(chǎn)生的煙氣進入蒸汽發(fā)生器中，作為熱能將蒸汽凝液加熱成高壓蒸汽；(4)爐渣溶解配制：爐渣置于蒸汽凝液或水中進行溶解配制得到爐渣料液；(5)爐渣料液過濾：爐渣料液進行過濾，去除未溶解的爐渣，濾液升溫至90-100℃；(6)二次多效蒸發(fā)：升溫后的濾液進行蒸發(fā)得到含結(jié)晶碳酸鈷、碳酸鈉的濃縮液；同時，蒸發(fā)水送至反滲透膜回收系統(tǒng)處理后得到回用水；(7)一次離心：濃縮液經(jīng)離心分離后得到第一離心母液以及碳酸鈉和碳酸鈷混合物；(8)溴化鈉和碳酸鈉蒸發(fā)：第一離心母液送至溴化鈉蒸發(fā)器進行蒸發(fā)，得到溴化鈉和碳酸鈉混合濃縮液，同時，蒸發(fā)水送至反滲透膜回收系統(tǒng)處理后得到回用水；(9)二次離心：溴化鈉和碳酸鈉混合濃縮液經(jīng)離心分離后得到溴化鈉和碳酸鈉混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝，其特征在于，所述高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝是通過權(quán)利要求1-3任一項所述的高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放系統(tǒng)來實現(xiàn)的；和/或，所述步驟(1)的堿中和過程中，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為3％；和/或，所述污水的進料流量為40000-50000kg/h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝，其特征在于，所述步驟(2)的一次多效蒸發(fā)過程中，加熱蒸發(fā)溫度為77-138℃；和/或，加熱壓力為20-300KPa；和/或，進料流量為40000-50000kg/h；優(yōu)選地，一次多效蒸發(fā)過程包括先進行降膜蒸發(fā)后再進行強制蒸發(fā)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝，其特征在于，所述步驟(3)的焚燒過程中，焚燒爐的進料濃度為45-70％；和/或，進料溫度為90-100℃；和/或，焚燒爐溫度為900-1200℃；和/或，焚燒爐內(nèi)空氣和殘渣母液比為9:1，停留時間為2-3秒；和/或，焚燒爐內(nèi)的助燃空氣壓力為0.6-0.7MPa，助燃空氣溫度為90-100℃；霧化空氣壓力為0.6-0.8MPa，霧化空氣溫度為90-100℃；和/或，焚燒爐的爐膛相對壓力為-20-50Pa。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝，其特征在于，所述步驟(6)的二次多效蒸發(fā)過程中，加熱蒸發(fā)溫度為101-146℃；和/或，加熱壓力為28-192KPa；和/或，進料流量為9036-10200kg/h；和/或，經(jīng)二次多效蒸發(fā)后，濃縮液的固含量為17-38％。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝，其特征在于，所述步驟(8)的溴化鈉和碳酸鈉蒸發(fā)過程中，加熱蒸發(fā)溫度為102-118℃；和/或，加熱壓力為32-103KPa；和/或，進料流量為1-2T/h。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝，其特征在于，還包括尾氣處理：尾氣經(jīng)除塵、脫硝、除酸和活性炭吸附后達標(biāo)合格排放；和/或，所述反滲透膜回收系統(tǒng)的反滲透壓力為3-5MPa；和/或，所述步驟(9)得到的溴化鈉和碳酸鈉混合物的含濕量為10％。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放系統(tǒng)及工藝，該排放系統(tǒng)通過巧妙工藝設(shè)計能有效處理高含鹽溴稠環(huán)有機物的PTA氧化殘渣污水，其中，蒸發(fā)水經(jīng)處理后回收作為循環(huán)水利用，而且回收了碳酸鈉和碳酸鈷混合物、溴化鈉和碳酸鈉混合物，另外，無燃料焚燒產(chǎn)生的熱量用于生產(chǎn)高壓蒸汽供PTA裝置使用，實現(xiàn)了污水零排放，減少了對環(huán)境的影響，產(chǎn)生了經(jīng)濟效益。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放系統(tǒng)，包括依次連接的原料罐、第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)、焚燒爐、爐鹽溶解裝置、爐鹽過濾裝置、第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)、第一離心分離裝置、溴化鈉蒸發(fā)器及第二離心分離裝置，其中，
原料罐，用于接收高含鹽溴稠環(huán)有機物污水；
第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)，用于將來自所述原料罐的污水進行多效蒸發(fā)，以對污水進行濃縮；
焚燒爐，用于將來自所述第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)的濃縮液進行焚燒處理，以分別獲得包含鹽的爐渣和煙氣；
爐鹽溶解裝置，用于將來自所述焚燒爐的爐渣進行溶解，以得到爐渣料液；
爐鹽過濾裝置，用于過濾來自所述爐鹽溶解裝置的爐渣料液，以去除未溶解的廢渣；
第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)，用于蒸發(fā)濃縮來自爐鹽過濾裝置的濾液；
第一離心分離裝置，用于對所述第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)濃縮后的濃縮液進行固液分離，以獲得碳酸鈷和碳酸鈉混合物以及第一離心母液；
溴化鈉蒸發(fā)器，用于將第一離心母液進一步蒸發(fā)濃縮；
第二離心分離裝置，用于將所述溴化鈉蒸發(fā)器濃縮后的濃縮液進行固液分離，以獲得溴化鈉和碳酸鈉混合物以及第二離心母液；
且第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)、第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)及溴化鈉蒸發(fā)器均與反滲透膜回收系統(tǒng)連接，所述反滲透膜回收系統(tǒng)將來自第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)、第二多效蒸發(fā)系統(tǒng)及溴化鈉蒸發(fā)器的蒸發(fā)水進行反滲透處理，以得到回用水；
所述焚燒爐還設(shè)置有煙氣出口，所述煙氣出口和蒸汽發(fā)生器的第一進口連接，所述蒸汽發(fā)生器還設(shè)置有用于通入蒸汽凝液的第二進口，所述蒸汽發(fā)生器利用煙氣的熱量加熱通入的蒸汽凝液從而獲得高壓蒸汽。
進一步地，還包括尾氣處理單元，所述尾氣處理單元和蒸汽發(fā)生器的煙氣出口連接，用于凈化從蒸汽發(fā)生器中排出的煙氣以達到排放標(biāo)準(zhǔn)；
優(yōu)選地，所述尾氣處理單元包括依次連接的除塵設(shè)備、脫硝設(shè)備、除酸設(shè)備及活性炭吸附裝置。
進一步地，所述第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)包括順次連接的一效降膜蒸發(fā)器和二效強制蒸發(fā)器；
和/或，所述爐鹽過濾裝置為平板膜過濾器；
和/或，所述反滲透膜回收系統(tǒng)的濃水出口與所述第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)連接，以將反滲透膜回收系統(tǒng)排出的濃水返回至所述第一多效蒸發(fā)系統(tǒng)進行蒸發(fā)濃縮；
和/或，所述第二離心分離裝置的離心母液出口與所述溴化鈉蒸發(fā)器連接，以將來自所述第二離心分離裝置的第二離心母液輸送至所述溴化鈉蒸發(fā)器進行再次蒸發(fā)；
和/或，所述原料罐與堿液罐連接，以將所述堿液罐中的堿液輸送至所述原料罐中并對所述原料罐中的污水進行中和。
除此之外，本發(fā)明還提供了一種高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝，包括以下步驟：
(1)堿中和：高含鹽溴稠環(huán)有機物污水和氫氧化鈉溶液按8-10：1的質(zhì)量比例混合進行中和反應(yīng)，通過沉淀去除鐵、鎳離子，得到含溴化鈉的殘渣母液；
(2)一次多效蒸發(fā)：含溴化鈉的殘渣母液進行蒸發(fā)得到濃縮后的殘渣母液，同時，蒸發(fā)水送至反滲透膜回收系統(tǒng)處理后得到回用水；
(3)焚燒：濃縮后的殘渣母液送至焚燒爐進行焚燒，得到含碳酸鈉、碳酸鈷和溴化鈉的爐渣；焚燒產(chǎn)生的煙氣進入蒸汽發(fā)生器中，作為熱能將蒸汽凝液加熱成高壓蒸汽；
(4)爐渣溶解配制：爐渣置于蒸汽凝液或水中進行溶解配制得到爐渣料液；
(5)爐渣料液過濾：爐渣料液進行過濾，去除未溶解的爐渣，濾液升溫至90-100℃；
(6)二次多效蒸發(fā)：升溫后的濾液進行蒸發(fā)得到含結(jié)晶碳酸鈷、碳酸鈉的濃縮液；同時，蒸發(fā)水送至反滲透膜回收系統(tǒng)處理后得到回用水；
(7)一次離心：濃縮液經(jīng)離心分離后得到第一離心母液以及碳酸鈉和碳酸鈷混合物；
(8)溴化鈉和碳酸鈉蒸發(fā)：第一離心母液送至溴化鈉蒸發(fā)器進行蒸發(fā)，得到溴化鈉和碳酸鈉混合濃縮液，同時，蒸發(fā)水送至反滲透膜回收系統(tǒng)處理后得到回用水；
(9)二次離心：溴化鈉和碳酸鈉混合濃縮液經(jīng)離心分離后得到溴化鈉和碳酸鈉混合物。
進一步地，所述高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放工藝是通過上述高含鹽溴稠環(huán)有機物污水無燃料焚燒零排放系統(tǒng)來實現(xiàn)的；
和/或，所述步驟(1)的堿中和過程中，
氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為3％；和/或，所述污水的進料流量為40000-50000kg/h。
進一步地，所述步驟(2)的一次多效蒸發(fā)過程中，
加熱蒸發(fā)溫度為77-138℃；
和/或，加熱壓力為20-300KPa；
和/或，進料流量為40000-50000kg/h；
優(yōu)選地，一次多效蒸發(fā)過程包括先進行降膜蒸發(fā)后再進行強制蒸發(fā)。
進一步地，所述步驟(3)的焚燒過程中，
焚燒爐的進料濃度為45-70％；
和/或，進料溫度為90-100℃；
和/或，焚燒爐溫度為900-1200℃；
和/或，焚燒爐內(nèi)空氣和殘渣母液比為9:1，停留時間為2-3秒；
和/或，焚燒爐內(nèi)的助燃空氣壓力為0.6-0.7MPa，助燃空氣溫度為90-100℃；霧化空氣壓力為0.6-0.8MPa，霧化空氣溫度為90-100℃；
和/或，焚燒爐的爐膛相對壓力為-20-50Pa。
進一步地，所述步驟(6)的二次多效蒸發(fā)過程中，加熱蒸發(fā)溫度為101-146℃；
和/或，加熱壓力為28-192KPa；
和/或，進料流量為9036-10200kg/h；
和/或，經(jīng)二次多效蒸發(fā)后，濃縮液的固含量為17-38％。
進一步地，所述步驟(8)的溴化鈉和碳酸鈉蒸發(fā)過程中，加熱蒸發(fā)溫度為102-118℃；
和/或，加熱壓力為32-103KPa；
和/或，進料流量為1-2T/h。
進一步地，還包括尾氣處理：尾氣經(jīng)除塵、脫硝、除酸和活性炭吸附后達標(biāo)合格排放；
和/或，所述反滲透膜回收系統(tǒng)的反滲透壓力為3-5MPa；
和/或，所述步驟(9)得到的溴化鈉和碳酸鈉混合物的含濕量為10％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有以下技術(shù)效果：
本發(fā)明通過巧妙工藝設(shè)計能有效處理高含鹽溴稠環(huán)有機物的PTA氧化殘渣污水，通過多效蒸發(fā)，蒸發(fā)水經(jīng)處理后回收作為循環(huán)水利用，溶融殘渣送到焚燒爐進行無燃料燃燒，產(chǎn)生大量熱量，溫度高達到900-1200℃，經(jīng)過殘渣熱值、焓值和火用值計算可以得到高壓蒸汽，高壓蒸汽供PTA裝置使用，本發(fā)明重要特點是無燃料燃燒，而是污水中的苯環(huán)類和稠環(huán)類有機物作為燃料，相對于其他需要加天然氣或沼氣的同類裝置焚燒爐，節(jié)約了大量成本，而且回收了碳酸鈉和碳酸鈷混合物、溴化鈉和碳酸鈉混合物，回收率均在99％以上，實現(xiàn)了污水零排放，減少了對環(huán)境的影響，產(chǎn)生了經(jīng)濟效益。
（發(fā)明人：魏茂清;陳建軍;崔甲軍;鄭偉;管向偉;楊帆;錢枝茂）
